No céu, na Terra e na tela

## No céu, na Terra e na tela

## Tatiana da Silva 1

1 UFSC/Departamento de Física, tati@fsc.ufsc.br

## Resumo

As 'novas tecnologias' ampliam as possibilidades educacionais do uso do computador ao propiciarem um aprendizado autônomo, criando condições para busca e seleção de informação e para a resolução de problemas . Ao mesmo tempo, criam um desafio para todos os envolvidos no processo educacional tanto na utilização quanto na elaboração de materiais e atividades. A elaboração de materiais didáticos apoiados em recursos digitais podem favorecer os processos mentais e tornar mais efetivo o aprendizado online. Pode-se, então, pensar em utilizar recursos computacionais como hipertexto, multimídia e hipermídia para contornar problemas de ensino-aprendizagem em conteúdos em que a apresentação de forma apenas textual não parece ser eÞciente como é o caso do ensino e da aprendizagem de fenômenos astronômicos básicos . É nesse cenário que se insere o projeto CARONTE (Conteúdos de Astronomia paRa O eNsino apoiado em TEcnologias). Os temas abordados e que estão disponíveis são fases da lua e marés. A proposta didática que permeia todo o material apoia-se em estratégias diferenciadas com o uso de recursos digitais distintos. A ideia é apresentar diferentes representações, trocas de referenciais, uso de analogias e de simplificações que permitem a compreensão em pequena escala do que é um modelo científico e de como podemos usá-lo na compreensão dos fenômenos observados. O material está disponível em página aberta na internet, para uso livre, com versões em Português, Inglês e Francês. Considera-se que o material hipermídia é hoje, uma excelente ferramenta para a diversificação das metodologias de ensino e fornece um material rico para a investigação a respeito da visualização no ensino de ciências e da aprendizagem a partir do uso de recursos digitais.

Palavras-chave : fases da lua, marés, ensino de física, ensino de astronomia, hipermídia.

## Introdução

A educação para a ciência é parte integrante do processo educacional. No que diz respeito à educação científica formal o quadro é alarmante com o fraco desempenho de estudantes brasileiros em avaliações como o Programa Internacional de Avaliação de Estudantes (PISA) (Barroso e Franco, 2008) e aliado a isso há a carência de professores na área de ciências e as deficiências relacionadas à infraestrutura das escolas (laboratórios, bibliotecas, materiais didáticos). Não obstante, há a inserção das 'novas tecnologias' no ambiente educacional como um instrumento de ensino-aprendizagem e discussão sobre formas adequadas de utilização dessas tecnologias no ensino (Valente, 1995; Moran, 2000; Fiolhais 2003).

É nesse contexto que materiais sobre astronomia em formato digital (animações, simulações, vídeos e hipermídia) podem desempenhar importante papel nos processos de ensino e aprendizagem, bem como para a divulgação científica em geral.

No entanto, a elaboração de materiais didáticos digitais envolve uma rede complexa de saberes e a adoção de uma estratégia instrucional para sua produção.

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Entender e optar por uma abordagem de acordo com uma teoria de aprendizagem é um desses saberes. Isso porque além de se ter um entendimento de como as pessoas aprendem de acordo com a fase de desenvolvimento humano (infância, adolescência e adulta) e de se saber quais são as especificidades do conteúdo abordado, é preciso também compreender quais são as ferramentas e os recursos tecnológicos adequados aos objetivos pretendidos, à linguagem que vai tornar a comunicação efetiva e à forma de apresentação e de disponibilização do 'produto final' que inclui também em pensar sua estética. Toda essa rede ampla de saberes precisa estar em fase, em consonância com os pressupostos teóricos para criar condições de uma aprendizagem efetiva. A hipermídia (Gosciola, 2003) é a interface escolhida na elaboração dos materiais descritos nesse trabalho. É através dela que se faz a integração entre forma e conteúdo, a distribuição dos recursos interativos, de áreas sensibilizadas, de ícones, de organização e apresentação da informação. Um aspecto que precisa ser destacado é que a hipermídia voltada para fins educacionais assume características distintas daquela voltada para outros fins porque há uma intenção de guiar o aluno numa navegação por um documento voltado para um dado domínio de conhecimento. No que tange às menores unidades, à granularidade, opta-se por montar um tema completo que versa sobre um assunto que pode ser 'quebrado' em unidades menores relacionadas aos subtemas do assunto que está sendo apresentado. Essa 'quebra' ou segmentação define objetos de aprendizagem (Wiley, 2000) menores de conteúdo único e as opções de não linearidade possibilitando percorrer diferentes caminhos de navegação pelo material.

O material foi produzido utilizando-se o software de autoração Flash MX que permite que o material possa ser utilizado em qualquer navegador ou que funcione offline . Entretanto, vários outros programas são utilizados para a edição das diferentes mídias que compõem o material e são de escolha dos profissionais envolvidos em sua produção.

## O contexto

Uma das linhas de ação e programas específicos para a popularização da ciência está a de produção e distribuição de material didático para diferentes níveis de formação e outra que visa promover ações junto às universidades e agências de fomento para a valorização do trabalho de extensão e de divulgação científica (Moreira, 2006). Foi nesse contexto que um edital (Brasil, 2008) foi lançado para dar apoio financeiro para projetos de divulgação científica na área de Astronomia e ciências afins buscando-se estimular a popularização da CT e promover a melhoria da educação científica aliadas às comemorações do Ano Internacional de Astronomia.

Foi no âmbito desse edital que se elaborou o projeto CARONTE (Conteúdos de Astronomia paRa O eNsino apoiado em TEcnologias) que visa a produção e popularização de materiais didáticos hipermídia voltados a fenômenos astronômicos básicos.

## Metodologia

O desenvolvimento do material seguiu as seguintes etapas: identificação, na literatura de astronomia, física, ciências, ensino de astronomia, ensino de física e

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educação em ciências, dos conteúdos a serem tratados e das dificuldades de ensino e aprendizagem de cada um desses conteúdos; planejamento do desenvolvimento dos materiais, tanto nos aspectos que dizem respeito aos conceitos envolvidos quanto aos relativos à forma de apresentação desses conceitos, respeitando as linguagens adequadas para cada uma das mídias escolhidas; desenvolvimento dos materiais em sua versão preliminar, com contratação de webdesigners e disponibilização em página pública da internet. A hipermídia denominada CARONTE completa versa sobre três temas: Fases da Lua, Marés e Movimentos da Terra (Translação, Rotação, Precessão e Nutação). Os conteúdos elaborados sobre fases da lua completam uma versão anterior de um material criado para um curso de ensino na modalidade a distância. Todos os temas são apresentados de forma independente, estão disponíveis em página aberta na internet, em versões em Português, Inglês e Francês para uso livre.

## A Hipermídia

A proposta didática que permeia todo o material apoia-se em estratégias diferenciadas com o uso de recursos digitais distintos tais como hipertexto, animações, simulações. A ideia é apresentar diferentes representações, trocas de referenciais, uso de analogias e de simplificações que permitem a compreensão em pequena escala do que é um modelo científico e de como podemos usá-lo na compreensão dos fenômenos observados. Não obstante busca-se uma interação com a criação de personagens que propiciam um diálogo entre o conteúdo e o usuário. É importante definir o conceito de interatividade como uma característica da configuração do material e se refere às opções oferecidas, às possibilidades configuradas que permitirão ao usuário interagir com o material e com outras pessoas. Assim, ela é uma condição necessária para que haja interação uma exigência dos objetivos de aprendizagem que visam envolver o aluno ativamente no seu processo de construção do conhecimento e facilitar que ele alcance os objetivos pretendidos pelo elaborador do material. O foco dos conteúdos apresentados nesse trabalho é o da utilização de recursos visuais que fornecem representações diferentes das de senso comum normalmente documentada na literatura de pesquisa em ensino de física e em ensino de ciências. Alguns pesquisadores vêm adotando estratégias instrucionais que fornecem explicitamente formas alternativas de apresentação dos conteúdos. Isso porque se acredita que ao se apresentar aos estudantes representações distintas das não científicas, eles são 'forçados' a um conflito cognitivo que os leva a reconhecer as inconsistências entre os conhecimentos existentes em sua mente com os apresentados levando-os a substituírem os conceitos incorretos pelos cientificamente corretos (Vosniadou, 1994).

Os conteúdos referentes aos movimentos da Terra estão em fase de finalização de edição. A seguir descrevem-se as características dos dois primeiros que estão disponíveis no endereço www.fsc.ufsc.br/~tati/caronte.

## Fases da Lua

O ponto de partida é a primeira versão do material intitulado 'Sol, Terra e Lua' seguindo-se uma elaboração sob uma perspectiva geométrica. A fim de facilitar a compreensão desse fenômeno, mostram-se as quatro fases principais da Lua para destacar as posições relativas dos três corpos celestes (Sol, Lua e Terra) e o que

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nós observamos do referencial da Terra representa o quanto da face iluminada da Lua é vista da Terra. Como a representação utilizada é plana, mostra-se que nas fases nova e cheia, a Lua não é eclipsada pela Terra (eclipse lunar) ou pelo Sol (eclipse solar), porque os planos das órbitas da Lua e da Terra não são os mesmos. Nas posições correspondentes aos quarto crescente e quarto minguante não é a sombra da Terra que causa a Lua cheia. A discussão da sincronização entre a rotação e a translação da Lua (associada à dificuldade de se colocar fora do sistema Terra-Lua) é apresentada num esquema que divide a Lua em quatro quadrantes, todos numerados, e com o lado de frente para a Terra destacado. Para indicar que a rotação síncrona da Lua corresponde a uma translação e uma rotação em torno de si mesma, os dois movimentos são decompostos, apresentados sequencialmente numa animação. Nessa animação, como o lado iluminado, o não iluminado e o lado oculto estão representados, é possível observar que todos os lados da Lua recebem luz, dependendo apenas da posição em que o nosso satélite está localizado em relação ao Sol. Nessa versão ampliada do material, investe-se na discussão de que as fases da Lua têm aparências diferentes para observadores localizados em diferentes locais da Terra utilizando-se um procedimento geométrico para a explicação dos aspectos assumidos em cada local. Um observador no hemisfério norte visualiza uma mesma fase lunar de forma diferente de um observador localizado no equador terrestre ou no hemisfério sul. A cada latitude, a Lua é observada com um aspecto e essa diferença de aparência é discutida no material, podendo-se observá-la de diferentes locais da Terra a partir da geometria de observação conforme ilustração na Figura 1. Essa troca de localização (ponto de observação) não é feita apenas na superfície terrestre. É possível observar as 'fases da Terra' a partir de um satélite artificial que orbita a Lua (Figura 1). Além dos conteúdos propriamente ditos, há um Quiz e um simulador (Que cara ela tem?). No Quiz , o usuário pode avaliar o seu aprendizado de forma lúdica com um jogo de perguntas e respostas e o simulador proporciona a experiência de observação de uma dada fase lunar alterando-se dinamicamente a localização do observador sobre a superfície do planeta Terra.

Figura 1: Imagens estáticas das telas que exibem a aparência da Lua de acordo com a localização do observador (à esquerda) e as fases da Terra (à direita).

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## Marés

As marés oceânicas são discutidas com as mesmas estratégias didáticas e com os mesmos recursos utilizados no material apresentado sobre as fases da lua.

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Há um personagem que acompanha o aluno ao longo de toda a 'viagem'. A discussão é separada em partes analisando-se as contribuições dadas pela Lua e pelo Sol individualmente e a composição das duas contribuições é feita no final. Opta-se por uma discussão tanto geométrica quanto matemática já que se trata de um tema de difícil explicação e compreensão (SILVA, 1998; SILVEIRA, 2003). Não obstante trata-se de um objeto de aprendizagem tendo em sua concepção a intenção de viabilizar sua exploração em diferentes níveis de ensino.

Faz-se a discussão sobre referenciais inerciais e não inerciais para explicar que a Terra não pode ser considerada inercial nesse problema, explora-se a modelagem em ciências, já que inicialmente tudo é feito assumindo-se a Terra descrita como um ponto e no final ela é colocada em seu tamanho original para então se poder explicar a forma de bola de futebol americano em decorrência das elevações de água causadas pelas forças de maré que criam uma espécie de bojo na superfície do planeta. Explica-se também o porquê da observação de até quatro marés diárias num dado local da Terra e as marés de sizígia e de quadratura. Na Figura 2 ilustram-se imagens estáticas referentes a essas discussões.

Figura 2: Imagem estática das telas do material didático sobre Marés no qual se destaca à esquerda o simulador para explicar a ocorrência de até quatro marés diárias e à direita as marés de sizígia e de quadratura.

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## Comentários Finais

Nesse trabalho apresentam-se os materiais didáticos sobre as fases da lua e marés integrantes da hipermídia CARONTE. Eles encontram-se disponíveis em página aberta da internet (www.fsc.ufsc.br/~tati/caronte) para uso livre. O projeto alcançou o seu objetivo principal de elaboração de materiais hipermídia voltados para temas básicos em Astronomia e que pretendem alcançar públicos diferenciados em diversos níveis de formação. Para isso, a concepção levou em consideração dificuldades de compreensão relatadas na literatura de pesquisa em ensino de física. As estratégias didáticas adotadas buscaram o uso de analogias e a descrição dos fenômenos a partir da identificação da ocorrência dos mesmos em objetos do cotidiano. Considera-se que o material hipermídia é hoje, uma excelente ferramenta para a diversificação das metodologias de ensino com uma concepção construtivista, onde o aluno participa ativamente do processo de construção do conhecimento. No que concerne à pesquisa em ensino de física esse tema fornece um referencial rico para a investigação a respeito da visualização no ensino de ciências e da aprendizagem a partir do uso de recursos digitais.

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## Agradecimentos

A produção desse material teve financiamento do CNPq no âmbito do projeto Caronte (MCT/SECIS/ CNPq in 63/2008).

## Referências

BARROSO, Marta F.; FRANCO, Creso. Avaliações educacionais: o Pisa e o ensino de ciências. Anais do XI Encontro de Pesquisa em Ensino de Física, Curitiba, outubro de 2008.

FIOLHAIS, C. e TRINDADE, J. Física no computador: o computador como uma ferramenta no ensino e na aprendizagem. Revista Brasileira de Ensino de Física, vol. 25, n. 3, p.259-272, setembro de 2003.

GOSCIOLA, V. Roteiro para as novas mídias: do cinema às mídias interativas. São Paulo: Editora SENAC, São Paulo, 2003.

MINISTÉRIO DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA (Brasil). Edital MCT/SECIS/CNPq Nº 63/2008. Brasília, 22 de setembro de 2008. 13p. Disponível em:

http://astroweb.iag.usp.br/~damineli/IYA2009/images/download/edital\_63\_2008.pdf, acessado em 26 de abril de 2011.

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SILVEIRA, F.L. Marés, fases principais da lua e bebês. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 20, n. 1, p.10-29 (2003).

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